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martedì, 29 Settembre, 2020

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Pinzette laser per controllare le reazioni: il futuro della chimica

Solitamente i chimici producono molecole facendo reagire diversi costituenti in maniera mirata, così da poter formare i composti desiderati. O almeno fino ad oggi..

Secondo uno studio pubblicato su Science, i ricercatori della Harvard University sono riusciti a creare una molecola di cesio sodico (NaCs) utilizzando delle speciali pinzette laser per manipolare i singoli atomi.

Lo studio

I ricercatori hanno intrappolato un singolo atomo di sodio in una pinzetta ottica, un dispositivo che intrappola piccole particelle in un raggio laser, e un atomo di cesio in un’altra. Entrambi gli atomi si trovavano alla temperatura di un decimillesimo di grado sopra lo zero assoluto, ovvero la temperatura più bassa che teoricamente si possa ottenere in qualsiasi sistema macroscopico e corrisponde a – 273,15 °C.

Posizionando le pinzette il più vicino possibile, attraverso dei raggi laser non sovrapposti, i ricercatori sono stati in grado di far “scontrare” i due atomi di sodio e cesio. Un terzo laser invece, ha sparato un impulso luminoso agli atomi per fornire una spinta di energia che ha contribuito a legare gli atomi in una molecola di cesio sodico.

Diagramma di una pinzetta elettrica generica con le sole componenti di base
Ph: wikipedia.org

Grandi possibilità per il futuro..

Modellare le singole molecole atomo per atomo potrebbe consentire ai ricercatori di studiare le collisioni atomiche in un ambiente più controllato, nonché di osservare come le molecole si comportano isolatamente.

Ricordiamo inoltre che il sodio e il cesio si trovano entrambi sullo stesso gruppo nella tavola periodica, e ciò significa che tendono ad avere proprietà reattive simili. Non sono soliti a legarsi per formare una molecola.

Però, grazie a questo metodo innovativo, i ricercatori potranno finalmente creare diversi tipi di molecole, come il cesio sodico, che potrebbero essere utilizzate per la memorizzazione di stati quantistici qubit (contrazione di quantum bit, ovvero l’unità di informazione quantistica che consiste nell’insieme delle tecniche di calcolo e del loro studio mediante l’utilizzano di quanti per memorizzare ed elaborare le informazioni) nei futuri computer quantisti (un nuovo dispositivo per il trattamento ed elaborazione delle informazioni che, per eseguire le classiche operazioni sui dati, utilizza i fenomeni tipici della meccanica quantistica).

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Milena Amiconihttp://science.closeupengineering.it
Studente di "Scienze e tecnologie chimiche" presso l' "Università degli Studi di Milano-Bicocca".